Разрушение при малоцикловой усталости

Малоцикловая усталость - это процесс разрушения конструкционных материалов при циклическом деформировании их в упруго-пластической области с малой частотой (до нескольких десятков циклов в 1 мин). Обычно количество циклов до разрушения при малоцикловой усталости не превышает 5 Ю . Критерием оценки сопротивления металла малоцикловой усталости является долговечность в циклах или единицах времени. [c.120]

Рис. 19. Предельные диаграммы разрушения при малоцикловой усталости с ползучестью для различных сталей

Данные исследований по влиянию ряда промышленных ингибиторов на кор-розионно-меха[шческое разрушение при малоцикловой усталости стали 40Х в растворах серной, соляной и фосфорной кислот приведены в табл. 36 [134]. [c.79]

Соболев Н. Д., Егоров В. И. Сопротивление материалов разрушению при малоцикловой усталости в изотермических и неизотермических условиях. — В кн. Физика и механика деформации н разрушения. М. Атомиздат, 1979, вьш. 6, с. 92—98. [c.236]

Циклические изменения температуры могут существенно влиять на свойства материала и на его способность сопротивляться разрушению при малоцикловой усталости. [c.391]

Усталость — наиболее частая причина отказов и предельных состояний деталей машин. Если циклическое нагружение происходит при умеренных пластических деформациях и заканчивается постепенным развитием трещины, то говорят о малоцикловой усталости. Число циклов до разрушения при малоцикловой усталости имеет порядок 10 —5-10 (верхний предел дан по ГОСТ 25.502—79). При большей долговечности говорят о классической (многоцикловой) усталости. [c.95]

Из уравнений, описывающих докритические диаграммы разрушения, также можно получить характеристики долговечности при повторной статической нагрузке, пли, согласно современной терминологии, при малоцикловой усталости. Для этого на первом цикле диаграмма разрушения строится до нагрузки, отвечающей максимальному напряжению цикла Отах. При этом длина трещины увеличивается, и эту новую длину следует считать начальной при расчете докритической диаграммы на следующем цикле. Следовательно, краевое условие для расчета интегральной кривой дифференциального уравнения докритической диаграммы разрушения на г-м цикле будет о = Отш при I = [c.261]

Усталостные разрушения не имеют следов пластической деформации Б очагах зарождения трещин. При числе циклов нагружения N < 10 наблюдаются разрушения малоцикловой усталости. Закономерности малоциклового разрушения занимают промежуточное положение между статической и усталостной прочностью. В частности, локальный характер усталостной прочности, зависимость от состояния поверхности проявляются при малоцикловой усталости в меньшей степени. [c.460]

Для пластического контакта при малоцикловой усталости в условиях жесткого нагружения число циклов до разрушения связано с действующей деформацией зависимостью [c.19]

Приведенные результаты показывают, что в области многоцикловой усталости методы рентгеновского анализа не раскрывают так четко и однозначно механизм разрушения металлов и сплавов, как это имеет место при малоцикловой усталости. Характер зависимости ширины дифракционных линий от числа циклов нагружения определяется большим количеством факторов, что препятствует выявлению между этими двумя параметрами однозначной связи. [c.37]

Проверка значимости отличия экспериментально полученного показателя степени 0,38 в уравнении (3.4) от 0,5 в уравнении (3.3) показала, что с доверительной вероятностью 90% это отличие не является систематическим, а вызвано действием случайных факторов. Таким образом, можно считать, что показатель степени 0,5 является единым как в уравнении объемной, так и в уравнении фрикционной усталости. Обш,ность аналитических зависимостей, описываюш,их разрушение поверхностного слоя стали 45 при трении и при малоцикловой усталости, подтверждает обш ность механизма разрушения при фрикционной и объемной усталости [121]. [c.70]

В общем, разрушение металла в условиях коррозионно-усталостного нагружения обусловлен<> как механическим фактором, так и адсорбционным, и коррозионно-электрохимическим воздействием среды. При многоцикловой усталости коррозион-но-электрохимическое воздействие среды весьма значительно. При малоцикловой усталости, когда нагрузки на материал выше, а время до разрушения — значительно меньше, определяющую роль играют факторы сугубо механические и адсорбционные, а коррозионно-электрохимическое воздействие среды отходит на второй план. [c.53]

Долговечность при термоциклической усталости существенно зависит от частоты изменения температуры, длительности периодов выдержки между очередными теплосменами и прочих факторов. Подробнее эти вопросы будут рассмотрены при оценке влияния процессов ползучести и релаксации напряжений на долговечность материала. Разрушения при термической усталости материалов происходят в диапазоне так называемой малоцикловой усталости. Большинство применяемых в теплоэнергетике конструкционных сталей и жаропрочных сплавов как при термоциклическом, так и при циклическом механическом нагружении разрушается или в них появляются макротрещины через 10 — 10 циклов. [c.7]

Условие разрушения образца из материала болта при малоцикловой усталости можно записать в виде модифицированного уравнения [c.233]

Существование предела усталости. Принципиальные особенности усталости металлов можно выявить по характеру кривой усталости в координатах "амплитуда напряжения Сд—логарифм числа циклов до разрушения Ig N (кривые Веллера). По современным представлениям [31, 101] в обш,ем случае для металлов в зависимости от уровня амплитуды напряжений можно выделить два главных участка на кривой усталости (не считая переходной области и области отсутствия разрушений) область малоцикловой усталости (квазистатическое разрушение) и область чистой или многоцикловой усталости. Резкий перелом кривой усталости при переходе от малоцикловой области в область чистой усталости и малый наклон кривой на втором участке для большинства сталей оценивался как суш.ествование физического передела усталости , т. е. такого циклического напряжения, ниже которого практически невозможно разрушить материал. [c.133]

ТАБЛИЦА 36. ЧИСЛО ЦИКЛОВ N ДО РАЗРУШЕНИЯ И КОЭФФИЦИЕНТ ТОРМОЖЕНИЯ УСТАЛОСТНОГО РАЗРУШЕНИЯ а СТАЛИ 40Х ПРИ МАЛОЦИКЛОВОЙ УСТАЛОСТИ В РАСТВОРАХ КИСЛОТ С ДОБАВКАМИ 1.5 Г/. ИНГИБИТОРОВ ПРИ 20 С [134] [c.80]

На рис. 2.53, а приведены характеристики термоусталостной прочности жаропрочного сплава для разных видов напряженных состояний, причем совпадение расчетных и опытных данных хорошее. Таким образом, сопоставление результатов испытания трех жаропрочных аустенитно-ферритных сталей в режиме термоусталостного нагружения 650...250° С при одноосном напряженном состоянии и чистом сдвиге позволяет сделать вывод о возможности оценки опасности разрушения при малоцикловой неизотермической усталости с помощью энергетической теории прочности. [c.116]

Для формулировки эволюционных уравнений для скоростей развития поврежденности во второй фазе также необходимо связать эти скорости с некоторыми механическими параметрами, критическое значение которых определяет момент полного разрушения элементарного объема со = со/. Наиболее общим механическим параметром является энергая, затрачиваемая непосредственно на образование дефектов в материале (часть энергии диссипации, затрачиваемой на повреждение материала). Основной трудностью данного подхода является выделение этой энергаи из общей энергии диссипации [Ю]. В настоящее время имеются экспериментальные и теоретические результаты [10], позволяющие утверждать, что энергия разрущения при малоцикловой усталости и ползучести (энергия, затрачиваемая на образование рассеянных в материале дефектов) в первом приближении на макроскопическом уровне связана с работой тензора микронапряжений pij при соответствующих необратимых деформациях и [c.380]

В разд. 7.1. были определены две области циклического нагружения. В одной области циклические нагрузки относительно невысоки циклически изменяющиеся деформации почти полностью упруги. Эта область характеризуется большими значениями долговечности т. е. большим числом циклов до разрушения. Поведение материалов в этой области, достаточно подробно рассмотренное в предыдущих главах, традиционно называется многоцикловой усталостью. В другой области циклические нагрузки относительно высоки, при этом в каждом цикле возникают значительные пластические деформации и долговечности малы, т. е. разрушение при повторных нагружениях этими относительно высокими нагрузками происходит через малое число циклов. Такой тип поведения обычно называется малоцикловой усталостью, или в последнее время его иногда называют циклической деформационной усталостью. Переходная область от малоцикловой усталости к многоцикловой находится в районе 10 —10 циклов, и многие исследователи считают, что причиной разрушения является малоцикловая усталость, если оно происходит через 50 000 циклов или менее [1]. [c.377]

Связь между циклической пластической деформацией и числом циклов до разрушения при малоцикловой усталости в широком диапазоне долговечностей (от1 до 10 циклов) выражается уравнением Коффина-Менсона [c.61]

Связь между пластической циклической деформацией е и числом циклов до разрушения при малоцикловой усталости Л/ обычно описывается уравнением Коффина - Мэнсона е Л/" =С, где m и С - постоянные. [c.120]

ХОД-1 обеспечивает высокую степень защиты от коррознонно-механнческо-го разрушения при малоцикловой усталости в растворах соляной, серной, фосфорной кислот. Ингибитор не образует пены, стабилен при высоких температурах в связи с чем может быть использован для кислотных отмывок в циркули- [c.158]

Было отмечено благоприятное влияние ковки консолидированного порошкового сплава Rene 95 на его долговечность при малоцикловой усталости [25,27]. Минер и Гайда [25] показали, что при высоких деформациях усталостные свойства при малоцикловых испытаниях сплавов Rene 95, приготовленных горячим изостатическим прессованием, экструзией + ковкой и литьем + деформацией, мало отличаются друг от друга. В то же время при деформациях менее 1% долговечность порошковых сплавов Rene 95 при малоцикловой усталости выше, чем литого и деформированного сплава, что объясняется более мелкозернистой структурой порошковых сплавов. Наивысшей долговечностью, как показано на рис. 17.17, обладает экструдированный и кованый материал [27]. Благоприятное влияние ковки обусловлено двумя причинами во-первых, в процессе обработки происходит более равномерное распределение дефектов по объему материала, а также возможно уменьшение их размеров,и, во-вторых, происходит дальнейшее измельчение зерна. При соответствующем выборе режима термомеханической обработки можно значительно снизить или вообще исключить вредное влияние дефектов типа первичных порошковых границ. Это хорошо видно из результатов анализа разрушения при малоцикловой усталости, представленных в табл. 17.8, которые свидетельствуют о снижении среднего размера дефектов и отсутствии дефектов типа ППГ после термомеханической обработки материала. В этом случае долговечность порошкового материала при малоцикловой усталости определяется наличием в нем небольших керамических включений. [c.255]

Говременяые представления о структурном механизме деформацяонного старения и его роли в развитии разрушении при малоцикловой усталости. Л ю т- [c.142]

Характер разрушения при малоцикловой усталости зависнт от способности материала к накоплению пластических деформаций при циклическом деформировании. [c.519]

ГО излома можно судить о величине максимального напряжения цикла. Чем больше площадь статического долома, тем выше нагрузка. Шероховатость этой зоны также завис№г от амплитуды напряжений. Меньшему значению амплитуды напряжений соответствует более гладкая поверхность усталостного излома. Усталостные линии представляют макроскопические признаки усталостного излома, связанные с замедлением скорости или задержкой распространения трещины. Они соответствуют амплитудам напряжений, не приводящим к увеличению длины трещины после действия более высоких амплитуд. Отсутствие усталостных линий свидетельствует об устойчивом распространении трещины при неизменной амплитуде напряжений. Различие расстояния между усталостными линиями свидетельствует об изменяющемся характере приложенных напряжений циклов. С увеличением длины грещины скорость ее распространения возрастает, в результате чего увеличивается шероховатость поверхности излома. В области статического долома разрушения носят сдвиговой характер. Макрофрактографические особенности изломов малоцикловой усталости заключаются в строении собственно усталостных изломов. При относительно малом числе циклов нагружения (до тысячи) изломы при малоцикловой усталости близки к таковым при статическом растяжении. Разрушение сопровождается заметной макроскопичской деформацией (сужением). По мере увеличения числа циклов нагружения характер разрушения изменяется от вязкого к хрупкому разрушению. Поверхность собственно усталостного излома более шероховатая и составляет значительно меньшую долю в изломе, чем зона статического долома. [c.121]

В настоящее время различают мпогоцикловую и малоцикловую усталость. Согласно ГОСТ 23207 - 78 (Сопротивление усталости. Основные термины, определения и обозначения) многоцикловая усталость - это усталость материала, при которой усталостное повреждение или разрушение проштходит в основном при упругом деформировании, а малоцикловая усталость - усталость материала, при которой усталостное повреждение или разрушение происходит при упруго-пластическом деформировании (по ГОС Т 25.502 - 79 "Методы испытаний па усталость" при малоцикловой усталости максимальная долговечность до разрушения составляет условное число 5Т0 циклов). [c.7]

Серия микрофотографий, снятых с поверхности образца стали 0Х18Н10Ш в процессе нагружения и отражающих развитие структурных изменений при малоцикловой усталости, представлена на рис. 1. Четкие, легко различимые полосы скольжения появляются уже на ранних стадиях испытания (рис. 1, а, б). В дальнейшем число таких полос скольжения, полос сдвига и двойников увеличивается и они захватывают новые зерна образца (рис. 1, в), приводя к упрочнению материала, в связи с чем ширина петли гистерезиса уменьшается. Картина в общем аналогична наблюдаемой при статическом деформировании, когда увеличение действующего напряжения и деформации активизирует все большее число плоскостей скольжения, что приводит к заметному упрочнению стали. Возникающие полосы скольжения являются устойчивыми и не удаляются при слабой полировке поверхности образца. Карбидное травление образца стали 0Х18Н10Ш после разрушения показало, что в зоне магистральной трещины скапливаются карбидные частицы, которые служат локальными концентраторами напряжения (рис. 1, г) и тхриводят к появлению микротрещин. [c.75]

Известно, что расстояние между полосами определяет перемещение трещины за один цикл. Следовательно, подрастание усталостной треш.ииы в данном случае происходит нелинейно и ускоряется перед дорывом. Результаты фрактографического анализа показывают, что усталостная трещина при малоцикловой усталости зарождается в теле зерен и характер ее распространения является внутризеренным. Следовательно, при малоцикловом нагружении конструкционной стали 15Г2АФДпс изменение характера макроразрушения связано с изменением характера микроразрушения на структурном уровне статическому разрушению соответствует внутризеренное распространение трещины, квазистатическому — смешанное, малоцикловому усталостному — внутризеренное. При этом следует отметить, что нет принципиального различия в характере разрушения стали 15Г2АФДпс при испытаниях в условиях малоцикловой и классической многоцикловой усталости в одном и другом случае при развитии усталостной трещины происходит внутризеренное разрушение [4]. [c.138]

Металлографические исследовалня показали, что при малоцикловой усталости разрушение в водухе происходит в результате возникновения и развития в металле единичных транс-крис-таллитных трещин, возникающих как на внутренней, так и на внешней поверхности образцов. В неингибированном растворе Mg lj коррозионно-механическое разрушение протекает з заметных признаков общей коррозии или питтиигообразоватя. ПО [c.110]

Характер зависимости числа циклов до разрушения от амплитуды деформации при малоцикловой усталости образцов с концентратором напряжения в воздухе, коррозионной и наводороживающих средах качественно остается таким же, как у образцов без концентратора напряжений, однако по абсолютному значению выносливость образцов с концентратором напряжения меньше. [c.137]

Покрь1тия из полиэтилена высокой плотности (П-4070, П-4040) снижают долговечность стали 08кп при малоцикловой усталости (Бейдер Э.Я. и др. [184, с. 106, 1081). Так при амплитуде пластической деформации е = 1,7 % в зависимости от реж ма получения покрытия количество циклов до разрушения снижается на 10—40 %, в 3 %-ном растворе Na I — до 30 %. Еще более отрицательно полиэтиленовое покрытие сказывается на долговечности образцов в воздухе и в коррозионной среде при повышении амплитуды циклической деформации до 5 %. Предполагают, что в [c.188]

После построения по данным испытаний на малоцикловую усталость теплоустойчивой хромомолибденовой стали в интервале температур 250—550° С и аустенитных сталей типа 18Сг— 8Ni и 16Сг—8Ni в интервале 400—750° С обобщенных кривых в координатах log е — Р было получено среднее значение постоянной С = —2. Следовательно, долговечность при малоцикловой усталости, определяемая по числу циклов до разрушения, менее чувствительна к изменениям температуры, чем долговечность при ползучести (С = 20), определяемая по времени до разрушения. [c.47]

Следовательно, в области малых долговечностей разрушение при термической усталости может происходить в условиях непрерывного возрастания локальных напряжений, достигающих предельных значений при односторонней накопленной деформации, близкой к деформации разрушения при статическом нагружении, т. е. по типу квазистатического. Этим, в частности, можно объяснить неустойчивость результатов испытаний при малоцикловой усталости, однако имеющихся экспериментальных данных еще недостаточно. Подобные явления характерны не только для перлитных сталей, которые чаще всего являются или циклически стабильными, или циклически разупрочняющимися, но также и для циклически упрочняющейся аустенитной стали 12Х18Н12Т. [c.77]

Точно так же, как и в случае многоцикловой усталости, для оценки степени малоцикловой усталостной поврежденности в условиях действия спектра различных по величине амплитуды циклических деформаций требуется использовать какую-либо теорию накопления повреждений. Накопление повреждений при малоцикловой усталости изучалось многими исследователями. В результате установлено, что если по заданным нагрузкам можно достаточно точно определить локальное напряженно-деформированное состояние и если правильно подсчитывается число циклов, то правило Пальм-грена дает вполне удовлетворительные результаты. Если, например, для определения локальных напряжений и деформаций используется модифицированное применительно к усталости правило Нёйбе-ра, описанное в разд. 8.5, и если для анализа процесса локального деформирования используется метод стока, также описанный в разд. 8.5, то, как установлено, линейное правило суммирования повреждений Пальмгрена (8.4) дает возможность получать удовлетворительные оценки долговечности. Для различных материалов значения величины 2 пШ), соответствующие разрушениям в различных условиях нагружения, находятся в пределах от 0,6 до [c.388]

Подробное исследование влияния многоосности напряженного состояния на малоцикловую усталость не входит в задачи книги, упомянем лишь предложенный способ оценки долговечности при малоцикловой усталости в условиях многоосного напряженного состояния [8, 13] и [14, стр. 165 и далее]. Предложенный метод состоит в определении эквивалентного напряокения и эквивалентного размаха полной деформации. Обе эти величины определяются по параметрам многоосного напряженно-деформированного состояния в соответствии с рекомендациями разд. 5,4. Оценка долговечности при эквивалентном размахе полной деформации в условиях многоосного напряженного состояния может быть проведена по усталостным данным для одноосного напряженного состояния в виде зависимости размаха полной деформации от числа циклов до разрушения в условиях малоцикловой усталости. Хотя еще много неясного относительно справедливости этого метода, такой подход представляется наилучшим из известных. [c.389]

Представления Фелтнера и Морроу были использованы для описания малоцикловой усталости. На основе предположения линейного закона упрочнения, а также исследования энергии разрушения при многоцикловой усталости и термоусталости в соответствии с представлениями, развитыми в работе [18] было получено уравнение Коффина с различной трактовкой постоянной. [c.15]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...